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Berechnung von Volumen

Beispiel:

Berechne das Volumen des zusammengesetzten Körpers.

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Der gezeichnete Körper besteht aus zwei Teilen: einem Zylinder und einer halben Kugel, die auf dem Zylinder liegt.

Das Volumen des Zylinder kann man ja relativ einfach mit der Formel
V_Z = G ⋅ h = π ⋅ r² ⋅ h berechnen.

V₁ = π ⋅ r² ⋅ h = π⋅(4 mm)² ⋅ 3 mm = 48π mm³ ≈ 150,8 mm³

Bei der draufliegenden Halbkugel lässt sich das Volumen einfach als halbes Kugelvolumen berechnen:
V₂ = $\frac{1}{2}$ ⋅ $\frac{4}{3}$ π⋅r³ = $\frac{2}{3}$ ⋅ π ⋅(4 mm)³ = $\frac{128}{3}$ π mm³ ≈ 134,04 mm³

Für das gesuchte Volumen ergibt sich somit: V = V₁ + V₂ ≈ 150,8 mm² + 134,04 mm² ≈ 284,8 mm²

Berechnung von Oberflächeninhalt

Beispiel:

Berechne die Oberfläche des zusammengesetzten Körpers.

Lösung einblenden

Der gezeichnete Körper besteht aus zwei Teilen: einem Zylinder und einer halben Kugel, die auf dem Zylinder liegt.

Normalerweise hätte der Zylinder einen Mantel, und zwei Kreisflächen als Ober- und Unterseite. Weil ja hier aber die Deckfläche nicht frei ist, sondern von der Halbkugel bedeckt ist, gilt hier für die sichtbare Oberfläche des Zylinder:

O₁ = M + G

Die Grundfläche ist ja einfach ein Kreis mit dem Flächeninhalt G = π⋅ r² = π⋅(2 cm)² ≈ 12,57 cm².
Der Mantel hat (abgerollt) die Form eines Rechtecks, bei dem eine Seite die Höhe z = 4 cm und die andere Seite ein Kreisumfang mit Radius r = 2 cm ist, also U = 2π⋅r = 2π⋅2 cm. Der Mantel hat also eine Fläche von M = z⋅U = 4 cm⋅4π cm ≈ 50,27 cm².
Somit gilt für die sichtbare Oberfläche des Zylinders:
O₁ = M + G ≈ 50,27 cm² + 12,57 cm² ≈ 62,83 cm²

Bei der draufliegenden Halbkugel lässt sich die Oberfläche einfach als halbe Kugelfläche berechnen:
O₂ = $\frac{1}{2}$ ⋅ 4π⋅r² = 2π⋅r² = 2π⋅(2 cm)² ≈ 25,13 cm²

Für die gesuchte Oberfläche ergibt sich somit: O = O₁ + O₂ ≈ 62,83 cm² + 25,13 cm² ≈ 87,96 cm²